ناگفته‌های علم/ ۷؛
پاسخ علم فیزیک به دغدغه‌های ذهنی/ نور وزن دارد؟
علم فیزیک حقیقت ماجراهایی را برای ما نمایش داده که تا قرون پیش فقط در حد سوال در ذهن افراد دغدغه‌مند مطرح می‌شد و هیچ وقت به جواب نمی‌رسید. در این گزارش به بررسی و پاسخ به تعدادی از این سوالات پرداختیم.
به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا؛ علم فیزیک امروزه حقیقت ماجراهایی را برای ما نمایش داده که تا قرون پیش فقط و فقط در حد سوال در ذهن افراد دغدغه‌مند مطرح می‌شد و به جواب نمی‌رسید. سوالاتی از قبیل اینکه نور مانند سایر اجرام، وزن دارد یا سرعت انتقال صوت را چگونه محاسبه کردند؟ در این گزارش به بررسی و پاسخ به تعدادی از این سوالات پرداختیم.
آیا نور وزن دارد؟
فوتون‌های نور جرمی ندارند اما براساس معادله اینشتین نور می‌تواند مانند مواد دارای وزن رفتار کند.
نور نوعی تابش الکترومغناطیس است. براساس نظریه‌ها، جرم فوتون‌های نوری با دامنه تابش آنها ارتباط دارد. بسیاری از متخصصان بر این باورند که تابش‌های الکترومغناطیس دامنه نامحدودی دارند. اگر این امر درست باشد، فوتون‌ها نباید جرمی داشته باشند.
با این حال نور انرژی دارد و بنا بر معادله معروف اینشتین انرژی برابر با حاصل ضرب جرم در مجذور سرعت نور است. بدین‌ترتیب نور می‌تواند مانند مواد دارای جرم رفتار کند. فوتون یک ذره بنیادی است. این ذره یک کوانتوم یا به عبارتی کمترین مقدار قابل‌اندازه‌گیری در یک میدان الکترومغناطیسی مانند تابش‌های الکترومغناطیسی به شمار می‌رود. فوتون به عنوان حامل نیرو برای نیروی الکترومغناطیسی نیز عمل می‌کند.
رنگ هر شیء چگونه مشخص می‌شود؟
طول موج بازتاب‌شده از هر شیء رنگ آن را تعیین می‌کند. البته عوامل بیشتری در تعیین رنگ شیء دخیل هستند.
رنگ هر جسم را طول موج‌های نوری بازتاب‌شده از آن مشخص می‌کند. طول موج بازتاب‌شده از هر شیء به آرایش الکترون‌های اتم‌های سازنده ماده بستگی دارد. درواقع این الکترون‌ها نور را جذب کرده و براساس قوانین پیچیده کوانتومی، فوتون‌های انرژی خاص را منعکس می‌کنند.
بنابراین گوجه‌ها قرمز هستند چراکه اتم‌های رنگدانه موجود در پوست آن تمام فوتون‌های انرژی به جز آنهایی را که با طول موج قرمز تطابق دارند، جذب می‌کند، بدین‌ترتیب تنها طول موج مطابق با قرمز منعکس شده و به چشم انسان می‌رسد.
البته رنگی که انسان درک می‌کند بسیار بیشتر از طول موج‌های نور است. قشر بینایی مغز انسان تکامل یافته تا اصلاحات وابسته به زمینه تصاویر از جمله رنگ و شدت نور محیط را اعمال کند. بدین‌ترتیب عوامل تعیین‌کننده رنگ یک شیء بسیار بیشتر از توهم ذهنی است.
بیشتر بخوانید:
مزایای استفاده از نانوپوشش‌ها چیست؟
آیا لامپ‌های کم‌مصرف برای محیط‌زیست ضرر دارند؟
لامپ‌های کم‌مصرف به کاهش انتشار کربن کمک می‌کنند اما از سوی دیگر حاوی جیوه هستند که برای محیط‌زیست مضر به شمار می‌روند.
لامپ‌های کم‌مصرف به کاهش انتشار دی‌اکسید کربن کمک می‌کند اما حاوی جیوه هستند. مقدار جیوه در این لامپ‌ها بسیار کم است، با این حال کوچک‌ترین خطا در حین تخلیه و دفن زباله‌های حاوی لامپ کم‌مصرف می‌تواند زمینه آسیب‌های شدیدی را به محیط‌زیست ایجاد کند.
شاید جیوه موجود در یک لامپ کم‌مصرف آسیب زیادی به طبیعت و محیط‌زیست وارد نکند اما در مقادیر بالا محیط‌زیست و زیست‌بوم‌های طبیعی جانوران را آلوده می‌کند. بنابراین تخلیه و دفن زباله‌های حاوی لامپ کم‌مصرف باید بادقت انجام شود تا از نفوذ جیوه به محیط زیست جلوگیری شود. نفس کشیدن در محیطی که جیوه در آن پخش شده نیز مضر است، بنابراین توصیه می‌شود که اگر به صورت تصادفی یک لامپ کم‌مصرف شکست، فوراً اتاق را ترک کنید تا ۱۵ دقیقه خارج از اتاق بمانید.
آیا می‌توان بدون گرما، نور تولید کرد؟
امکان تولید نور بدون گرما وجود دارد، درواقع این پدیده در طبیعت به وفور دیده می‌شود.
نور همواره با گرما همراه بوده است، بنابراین این سوال که آیا امکان تولید نور بدون گرما وجود دارد، به ذهن بسیاری از افراد رسیده است. در پاسخ به این پرسش باید گفت که بله می‌توان بدون گرما، نور تولید کرد. درواقع این پدیده در طبیعت بسیار اتفاق می‌افتد.
در نور معمولی که همراه با گرماست، فوتون‌هایی داغ با طول موج مادون قرمز تولید می‌شود. برای پدیده نور بدون گرما به تولید فوتون‌هایی با طول موج فرابنفش مرئی نیاز است. بسیاری از ارگانیسم‌های زنده مانند کرم شب‌تاب، قلابچه‌ماهی و عروس دریایی از طریق فروزستی یا تابناکی نور بدون گرما تولید می‌کنند.
در این پدیده فوتون‌هایی با طول موج مرئی تولید می‌شوند در حالی که فوتون‌های نور معمولی در منطقه مادون قرمز قرار می‌گیرند که طول موج کوتاه‌تری دارند و گرماده هستند. تولید نور بدون گرما در برخی از واکنش‌های شیمیایی نیز انجام می‌شود، برای مثال وقتی فسفر در معرض هوا قرار می‌گیرد، نور فرابنفش را جذب کرده و سپس به عنوان نور سرد ساطع می‌کند.
سرعت انتقال صوت در زیر آب چقدر است؟
سرعت انتقال صوت در آب در مقایسه با هوا بیشتر است با این حال انتقال صوت در آب انرژی بیشتری می‌طلبد.
صدا موجی متناوب از ارتعاش با قابلیت گسترش است و سرعت صوت به سرعت برگشت هر ارتعاش بستگی دارد. هر چه تراکم محیطی که صدا از آن عبور می‌کند، کمتر باشد، سرعت بازگشت ارتعاش بیشتر است. میزان تراکم آب حدود ۱۵ هزار برابر کمتر از هواست با این حال آب ۸۰۰ برابر چگال‌تر از هواست.
چگالی بیشتر به این معناست که سرعت حرکت مولکول‌ها در آن کمتر است، بدین‌ترتیب ارتعاش صدا در محیط چگال‌تر با سرعت کمتری انجام می‌شود. چگالی بالای آب تا حدی از ویژگی تراکم پایین آن می‌کاهد. سرعت انتقال صورت در آب هزار و ۴۹۳ متر بر ثانیه است که چهار برابر سریع‌تر از هواست. سرعت انتقال صوت در الماس بسیار بالاست چراکه به شدت تراکم‌ناپذیر است و در عین حال نسبتاً سبک (کم‌چگال) است.
انتهای پیام/پ
انتهای پیام/
